Самодельный тахометр для автомобиля

Современные цифровые тахометры более точны, но требуют дополнительного питания и усложнены в сборке. Новичку-электромеханику лучше начать с простейшей стрелочной схемы.

Простой выносной тахометр можно собрать, используя следующие функциональные узлы:

• механический цифровой счётчик – любой считающий модуль, который управляется от внешнего датчика;
• геркон, в принципе действия которого – замыкание при действии магнита;
• сам магнит, размещенный на крутящемся коленвале.

Механическое цифровое табло может быть заменено обычным стрелочным гальванометром – со шкалой, чей угол поворота стрелки меньше или больше 180 градусов.

Механический тахометр не требует особого питания и электронного управления. Постоянный магнит зафиксирован на валу мотора таким образом, что при его прохождении мимо датчика проносится магнитное поле, увлекающее за собой вставку из магнитящейся субстанции.

Проворачиванию этой детали сопротивляется пружинная спираль. При возрастании скорости проворачивания измерительная стрелочная головка показывает больший угол отклонения.

Недостаток стрелочного тахометра – повышенная неточность замеров и смещенный нижний предел измерений. Малые обороты не дают стрелке отклоняться – виной тому нечувствительность электроизмерительной головки к малым значениям замеряемого сигнала. Этот эффект возникает из-за определенного веса стрелки и других элементов измерительной головки, которая мешает ей отклониться.

Проверить изготовленный тахометр можно, вращая хвостовик вала в патроне дрели. Причины неисправности просты: оторвавшийся магнит на коленвале, плохой контакт в проводке, неисправные электроизмерительная головка и геркон.

При замене запчастей на аналогичные найти нужные несложно, так как авто с механическими тахометрами – машина с большим пробегом, она значительно изношена.

Можно сделать своими руками тахометр и по иной схеме – собранной из вольтметра и простейшего мини-двигателя от принтера. Шаговые бесщеточные двигатели работают не один десяток лет даже при ежедневной нагрузке.

Для выпрямления переменного тока, который они вырабатывают, потребуется лишь диодный мост. В качестве источника кинетической энергии, от которой раскручивается вал моторчика тахометра, может послужить всё тот же приводной ремень генератора: завести на него третий вал несложно.

Но вольтметр можно подключить и к специальной токосъемной клемме генератора.

Чтобы изготовить стрелочный тахометр, можно следовать пошаговой инструкции.

1. В качестве исходника может быть взят, к примеру, готовый прибор от мопеда «Альфа». Вытащите старую печатную плату из него – она не предназначена для работы в авто.

2. Используйте любую из других схем, которые ориентированы именно на автомобиль. Дело в том, что автомобильные платы рассчитаны не только на правильное отображение показаний, но и на срабатывание аварийной подсветки возле шкалы, которая засветится, когда обороты двигателя превысят допустимую частоту.

3. Напечатайте с помощью принтера и специальной программы для отрисовки шкал (например, FrontDesigner) шкалу на обычной бумаге, покройте её ламинирующим слоем для защиты от влаги. Разберите фронтальную часть, и наклейте её под будущую стрелку.

4. Вырежьте стрелку из металлизированного прозрачного пластика, например, из старого компакт-диска, который вышел из строя.

   Лицевая сторона фрагмента, из которого вырезана стрелка (уже готовый элемент) красится при помощи водостойкого лака – он крепко пристаёт к твёрдым полимерам при тщательном высушивании.

   Колпачок для защиты стрелки изготавливается, к примеру, из аксиального конденсатора, который уже непригоден для дальнейшего использования. Для правильных показаний стрелки наклеен небольшой противовесный элемент.

5. Чтобы стрелка подсвечивалась, примените на шкале бескорпусные светодиоды. Их можно либо установить так, чтобы они светили вбок, либо смонтировать на отрезке печатной платы, которая приклеивается рядом со шкалой.

6. Закрепите шкалу под стрелкой – и проверьте работоспособность подсветки. Для вспышки при превышении оборотов мотора смонтируйте отдельный светодиод (можно использовать цветной).

7. Проверьте, правильно ли подключена плата к измерительной головке, соберите тахометр полностью.

Самодельный прибор проверяют на правильность показаний. Поскольку заменённая плата адаптирована именно под автомобильный двигатель, прибор сразу должен заработать, отображая правильные показания.

Схема цифровой модели изготавливается в основном для электродвигателя, в роли которого в простейшем случае выступает генератор.

Электронный тахометр – или его приближенный аналог – можно изготовить на основе мультиметра, а также используя в качестве датчика/считывателя лазерный, оптический или бесконтактный компонент.

Аналоговый электрический тахометр работает преимущественно на электромеханике, без «умной электроники», используя простейшую контактную схему.

Любой тахометр – аналоговый или цифровой – возможно установить и на мотоблок, на токарный или фрезерный станок.

Наиболее многокомпонентная схема тахометра может в себя включать, например, следующие компоненты:

• микроконтроллерный блок на основе микросхемы ATmega328p Pro Mini;
• регулятор 30А;
• устройство сервотестер;
• символьный дисплейный модуль 1602-16×2 HD44780-LCD/IIC/I2C.

Электронная плата Arduino Pro Mini – программируемый модуль ATmega328 с 16 цифровыми входами и выходами, 8 аналоговыми входами и кварцевым резонатором. На этой плате размещается кнопка сброса и посадочные места под нужные разъёмы, включая интерфейсные.

Данное устройство подходит для бесколлекторных двигателей, например, генераторов с 14 магнитами. Схема подключения при этом несколько усложняется.

Ещё одна схема цифрового тахометра заключается в следующем. Она построена на базе интегрального таймера – отечественной (российской) микросхемы КР1006ВИ1 (зарубежная версия – NE555).

Генератор импульсных сигналов выполнен на двух транзисторах, ШИМ-узел – на базе каскадов и модулей всё той же микросхемы КР1006ВИ1. Для балансировки (настройки) предусмотрен резисторный модуль (5 резисторов).

Чтобы снять показания, используется аналоговый микроамперметр (гальванометр).

Под каждый прибор резисторный мост настраивается отдельно – это самый существенный недостаток данного устройства. Схема питается от 12 вольт с АКБ.

В первую очередь, при снятии импульсов с прерывающего устройства или с катушки стробоскопа, двухтранзисторная схема (каскады VT-1/2) вырабатывает импульсы. Таймер на базе микроконтроллера подключен так, как этого требуют все типовые схемы импульсов.

ширина импульсов зависит от временного параметра, подстраиваемого на элементах схемы R6, R7 и C3. Проходящие с вывода 3 микроконтроллера импульсы попадают на левую цепь устройства, в которую входят элементы R8, R9 и R11.

На правую же цепочку моста R10, R12, R13 попадает поддерживающее работу этого узла напряжение +9 В, получаемое от ИС, которая представляет собой стабилизатор К142ЕН8А.

Элемент С4 не даёт стрелке прибора качаться при непостоянных заниженных оборотах мотора авто, например, когда машина находится на стоянке и работает вхолостую, без движения ходовой.

Благодаря стабилизатору питание микросхем стабильно, вся схема работает бесперебойно, а в диагональ мостового узла подключён гальванометр.

Эта схема позволяет избавиться от нелинейности показаний гальванометра в работе тахометра, повысить точность замеров за счёт использования шкалы в полную силу.

Но, как ранее отмечалось, каждый гальванометр (измерительная головка) обладает собственным внутренним сопротивлением катушек и электродинамической характеристикой, поэтому резисторы выбираются специально под неё.

И хотя эти «стрелочники» обладают уменьшенной шкалой, они работают за счёт технологии «растянутости» шкал. Конденсаторы С2, С5 и С6 – своеобразный фильтр нелинейных пульсаций напряжения.

Для монтажа схемы тахометра достаточно лишь небольшого отрезка печатной платы 5х5 см. Сборка значительно облегчена за счёт макетного стеклотекстолита – платы с сеткой отверстий и двусторонних дорожек.

Миллиамперметр установлен в приборной доске – под него дорабатывается имеющееся, либо запиливается новое профотверстие.

​​​​​Для настройки цифрового тахометра из последнего описания под обороты двигателя используют следующую закономерность: 700 оборотов в минуту – частота генератора в 12 Гц, двойная – в 24. Под 6000 – 100 и 200 герц соответственно. Зависимость эта – нелинейная, точный расчёт позволяет подстроить сопротивление соответствующих резисторов.

Разрешается использовать гальванометр от индикатора звукового сигнала, получаемого с микрофона магнитофона.

Как собрать тахометр своими руками, смотрите далее.

Автомобильный стрелочный тахометр для новичка или немного шаманства с фиксированной точкой на AVR

mrsom 16 сентября 2013 в 20:07 Всем привет! Хотелось бы поделиться с сообществом своей историей модернизации тахометра ТХ-193

Неделю назад обратился ко мне один человек с довольно нестандартным заданием — нужно было обеспечить работу древнего тахометра ТХ-193(ВАЗ 2106) с современным двигателем ВАЗ21126(Приора), имеющем систему зажигания с индивидуальными катушками на каждый цилиндр, а значит просто подключить ТХ-193 к катушке зажигания уже не получится. К тому-же заказчик хотел повысить эксплуатационные качества прибора, оставив не тронутым его внешний вид и дизайн. В общем дело кончилось тем, что я взялся выпотрошить электронную начинку прибора и разработать свою, с блэкджеком и шлюхами. Информацию о частоте вращения коленчатого вала тахометр теперь будет получать от ЭБУ Январь 7.2, для чего в последнем имеется специальный вывод.

Под катом фото, видео, схема, исходники и много текста, повествующего о логарифмах и о том как правильно масштабировать данные и отделаться от запятой.

Хард

Начнем с устройства ТХ-193. Механическая часть прибора представляет из себя миллиамперметр классической конструкции, с постоянным магнитом и подвижной катушкой, приводящей в движение стрелку. Для разработки схемы по сути достаточно было знать о миллиамперметре лишь то, что при токе порядка 10мА стрелка отклоняется до предела, а сопротивление обмотки равно примерно 180Ом. В качестве мозга был выбрал контроллер ATtiny2313A славной фирмы Atmel, тактируемый от внешнего кварцевого резонатора на 16МГц. Питание прибора осуществляется от бортовой сети автомобиля, а значит по ГОСТу он должен выдерживать «бороду» до 100В и стабильно работать в диапазоне от 9-15В. Ввиду незначительного потребления(несколько десятков миллиампер) было принято решение использовать линейный стабилизатор 7805 с индуктивным фильтром и сапрессором для защиты от импульсных помех. Прибор собирался из того, что было под рукой, поэтому в готовом изделии применяется мощная версия 7805, хотя вполне хватило бы и 78L05 на 100мА. Миллиамперметром контроллер управляет, естественно, используя ШИМ. Для чего был задействован 16ти разрядный таймер в режиме Phase and Frequency Correct PWM. Информация о частоте вращения коленчатого вала передается от ЭБУ в виде импульсов от 0 — 12В. Активный уровень низкий. 2 импульса за 1 оборот коленчатого вала. Для захвата этих импульсов используется внешнее прерывание INT0 и соответствующая цепочка из RC фильтра, подтяжек и защитных диодов. В общем и целом схемотехника устройства довольно типична и я с удивлением обнаружил, что только что так много написал о ней. Но да не судите строго, первая статья всё-таки. Собранный прибор без циферблата теперь выглядит так:

Софт

На самом деле ещё до вычерчивания схемы я оперативно собрал всё это дело на макетке, взяв контроллер в DIP корпусе и сразу же принялся махать стрелкой)) В общем то софт оказался немного интереснее харда. Начнем с общей архитектуры: Таймер 0 тикает с частотой 250кГц, а значит период тика = 4мкс прерывание по переполнению происходит с частотой 250кГц / 256 = 0.976кГц а значит прерывание происходит один раз в 1024мкс. Можно было заморочиться и подогнать это дело ближе к одной миллисекунде путем обновления счетчика таймера в прерывании, но в данной задаче это не к чему. Т.е. мы можем измерять время с точностью 4мкс, что вполне достаточно для заданной точности прибора. Таймер 0 у нас не только отсчитывает время, но ещё и выставляет флажки для запуска тех или иных задач с определенной периодичностью. Задачи у нас две. Давать отмашку прерыванию INT0 на измерение периода импульсов на входе и изменять положение стрелки. Таймер 1 тикает с частотой 16мГц, но т.к. он 16ти битный и используется режим Phase and Frequency Correct PWM — итоговая частота ШИМ оказывается очень небольшой и составляет что-то около 122Гц. Это потому, что таймер тикает сначала вверх, а потом вниз. Зато имеем тру 16битный ШИМ и можем очень точно рулить стрелкой! В даташите найдутся все подробности. Механика, к слову сказать, оказалась отвратительного качества, плавно двигать стрелку было не реально из-за повышенного трения в механизме, который пришлось для начала хотя-бы смазать трансмиссионным маслом. Но это уже детали. Была составлена таблица соответствия показаний прибора с соответствующим значением регистра таймера в ШИМ попугаях. В исходниках это дело называется GAUGE_TABLE и вынесено по привычке в отдельный файл. Далее было обнаружено, что если просто одним махом изменить ток в цепи амперметра для того, чтобы к примеру передвинуть стрелку на 1000 вперед, то она совершит два-три-четыре колебания в районе целевой отметки, что было совершенно неприемлемо и на что заказчик обращал особое внимание. Дело в том, что эти тахометры изначально имеют такую проблему и несколько раз газанув в такт колебаниям можно заставить стрелку раскачиваться со значительной амплитудой(более половины шкалы!). С этим нужно было что-то делать. Идея моя заключалась в том, чтобы подводить стрелку к отметке серией более мелких шагов, постепенно приближаясь к цели. Собственно говоря эта часть и является самой интересной и полезной для новичков, т.к. требует некоторой сноровки. Ведь имея дело с микроконтроллером вызов log2() в цикле является, мягко говоря, не самой удачной идеей. К тому-же 8битная архитектура накладывает ещё больше ограничений. Ну а про «плавучку» (floating point) и вовсе нужно забыть. Но все эти трудности, как всегда, приводят лишь к более глубокому пониманию процессов и расчётов, производимых процессором. Текста почему-то получается всё больше, но не остановиться более подробно на этом моменте я просто не могу! Итак, понятно, что нам нужна логарифмическая прогрессия. Шаг изменения тока в цепи миллиамперметра должен уменьшаться по мере приближения к целевой отметке. Ресурсы на вес золота, а значит только табличный метод. Точек тоже по возможности минимум. Начнем с построения логарифмической таблицы. Прекрасно! То, что нужно! Но во-первых — точек аж 50, а во вторых все числа с плавающей точкой. Это нам никак не подходит! Поэтому отбираем из имеющегося массива 5 точек с шагом 10. Получаем что-то вроде этого: Уже лучше. Последовательное приближение к цели всё ещё сохраняется, но точек в 10 раз меньше. Дальше нужно нормировать полученный набор. Т.е. сделать так, чтобы все значения находились в диапазоне от 0 до 1. Для этого просто разделим каждый элемент на 5,64385618977472 (максимальное значение нашего массива). Таким образом получаем всё ту-же логарифмическую зависимость, но уже в на много более удобном для дальнейших вычислений виде. Такую таблицу уже можно довольно легко применять, если бы не точка после нуля. Но с этим мы тоже довольно легко разберемся. Теперь я хочу, чтобы мы приняли красивое значение 1024 за единицу и снова пересчитали нашу таблицу. Получаем Как видим, форма графика не изменилась, но цифры теперь укладываются в 16битный диапазон и нет никаких дробей. В исходниках полученный массив называется logtable[] Масштабирующий коэффициент(если можно его так назвать) 1024 появился здесь не случайно и нужно очень хорошо понимать почему именно 1024. Во-первых это степень двойки и выбрана она потому, что дорогие операции деления и умножения на степень двойки можно заменить дешевым сдвигом влево/вправо и было-бы глупо не использовать такую возможность. Во-вторых коэффициент должен выбираться и исходя из масштабов тех данных, к которым он будет применяться. В нашем случае это значения регистра 16ти разрядного таймера, который управляет заполнением ШИМа. Экспериментально было выявлено, что неудовлетворительные колебания стрелки обнаруживаются даже при её резком смещении на 200 об/мин. Т.е. если нужно двинуть стрелку на более чем ~200 об/мин — потребуется сглаживание. Из таблицы GAUGE_TABLE видно, что соседние ячейки в среднем отличаются на 4000 ШИМ попугаев, что соответствует примерно 500 об/мин на шкале прибора. Не трудно прикинуть, что в цифрах смещение стрелки на 200об будет 4000 / 2,5 = 1600 ШИМ попугаев. Следовательно масштабирующий коэффициент нужно выбрать таким образом, чтобы во-первых он был как можно бОльшим, потому что иначе мы теряем разряды и точность, а во-вторых как можно меньшим, чтобы не заставлять нас переходить от 16ти разрядных переменных к 32х разрядным и не расходовать ресурсы понапрасну. В итоге выбираем наименьшую степень двойки, которая меньше 1600 и обеспечивает достаточную точность. Это и будет 1024. Этот момент очень важен. Я сам до сих пор порою испытываю трудности с выбором правильных коэффициентов и размеров переменных. Ну а дальше уж пошло-поехало. Находим в коде реализацию display_rpm() и видим, что для определения конкретного значения в ШИМ попугаях используется таблица GAUGE_TABLE[] и предположение, что между соседними отметками шкала линейна. Для организации изменения тока по логарифмическому закону введен массив на 5 точек pwm_cuve[] в котором содержится набор значений, который нужно последовательно отнять или прибавить(в зависимости от направления движения стрелки) от pwm_ocr1a_cur_val чтобы заставить стрелку двигаться плавно и чётко. каждый шаг формируется путем умножения значения pwm_delta на коэффициент из нашей таблицы logtable[]; Перед умножением значение предварительно масштабируется путем деления на 1024. Конечный расчётный пункт назначения стрелки target_pwm записывается в pwm_cuve[] как есть, потому что из-за проблем с округлением и из-за ограничения размерности переменных 16битами точное значение в результате расчётов будет там образовываться весьма не часто, поэтому приходится обеспечить гарантию того, что стрелка окончит свой путь в заданной точке. В общем то всё вышесказанное по сути заключено в одной строке

• pwm_cuve[ table_i ] = pwm_ocr1a_cur_val + (pwm_delta / LOG_TABLE_MAX * logtable[ table_i ]);
• Сократилось всё это до engine_rpm = (uint16_t)(15000000UL / (uint32_t)rot_time);
• Немного видео, как и обещал

Далее главный цикл по сигналу от таймера0 раз в PWM_UPD_PERIOD выгребает значения из pwm_cuve и присваивает их переменной pwm_ocr1a_cur_val, значение которой в прерывании будет присвоено регистру OCR1A, что немедленно приведет к изменению заполнения ШИМа и изменению тока в цепи миллиамперметра. Вот, собственно и почти все хитрости, за исключением перевода периода, представленного в тиках таймера в частоту вращения коленчатого вала, которая измеряется в об/мин. О том как получилась эта цифра мы можем поговорить или не поговорить в следующий раз, потому что и без того текста получилось не мало и явно не многие дочитают даже до этого места. Честно гвооря в коде применено ещё несколько «хитростей», которые могут показаться новичкам не совсем очевидными. Если кому-то захочется подробнее разобраться — вэлкам в каменты и лс. На точность показаний не обращайте внимание, стрелка нормально не одета + циферблат не закручен. Движение стрелки с шагом 1000об/мин одним скачком. Плавное изменение тока Дело ясное, что в реальности скачков в 1000об/мин не будет и те незначительные перелеты стрелки, которые всё-же можно наблюдать на видео не станут проблемой. Просто если устранить и их — то можно здорово потерять в быстродействии прибора и его показания будут отставать от реальности. P.S. Не сказать, что в архиве совсем говнокод, но да, местами можно было сделать красивее. Да, я знаю, что магические числа это плохо и да, я мог бы лучше. С другой стороны потеряться в исходнике в 200строк довольно сложно, поэтому кое-где я позволил себе немного на халтурить. Просто зарегаться на хабре хотелось уже давно, а написать сколько-нибудь подробную статью по прошествии времени после реализации проекта становится всё сложнее, поэтому я решил, что сегодня будут «вести с полей». Так что реальный код с реального устройства, собранного за реальный срок в 7 вечеров, которое завтра будет установлено на славный автомобиль ВАЗ 2108 с двигателем 21126 и надеюсь будет ещё долго радовать владельца, согласившегося выложить за мои труды аж 100 вечнозеленых. Но мы то с вами знаем, что проделал я весь этот путь не только и не столько ради денег. Ведь так приятно, когда ты создал что-то и оно даже работает!

В архиве проект Atmel studio и схема+плата в Altium designer. Изготавливалась плата методом ЛУТ.

UPD: Архив был выложен на бесплатный файлообменник и потому скоропостижно скончался. Для хранения архива на habrastorage я встроил его в фото тахометра без циферблата(оно в верхней части статьи). В общем jpg нужно сохранить себе и открыть винраром. Можно ещё просто изменить расширение на zip. UPD2: Схема и плата переработаны, картинки обновлены, архив по прежнему в картинке. UPD3

Автомобильный тахометр своими руками

Автомобильный тахометр — это измерительный прибор, который предназначен для измерения количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту (об/мин). Раньше в автомобили устанавливались механические тахометры. В современных автомобилях устанавливаются электрические или электронные тахометры.

Во время работы двигателя автомобиля тахометр позволяет контролировать стабильность его оборотов на холостом ходу и при движении автомобиля. По стабильности оборотов на холостом ходу можно судить о состоянии системы подачи топлива, системы зажигания и самого двигателя.

При установке оборотов холостого хода и регулировки угла опережения зажигания двигателя с помощью стробоскопа без тахометра не обойтись. Необходимо одновременно производить регулировку и наблюдать за оборотами двигателя.

После каждого подкручивания винта регулировки смотреть показания тахометра, установленного в салоне автомобиля неудобно. Может выручить установленное в салоне зеркало, но это тоже не лучшее решение.

Гораздо удобнее иметь тахометр, вмонтированный в стробоскоп.

При изготовлении стробоскопа своими руками я вмонтировал, тахометр в его корпус. При проверке и настройке УОЗ двигателя такое техническое решение показало удобство в работе.

Опубликованные в Интернете аналоговые схемы тахометров отличаются большей погрешностью показаний, выполненные на цифровых микросхемах не каждому автолюбителю под силу повторить.

Предлагаемое Вашему вниманию схемное решение тахометра отличается простотой и высокой точностью показаний в независимости от изменения температуры окружающей среды и питающего напряжения. Имеет растянутую шкалу, что позволяет при применении малогабаритного стрелочного индикатора измерять частоту оборотов двигателя с высокой точностью.

Электрическая принципиальная схема

Представленная схема тахометра отличается простотой и доступностью деталей для повторения благодаря применению интегрального таймера — микросхемы КР1006ВИ1 (аналог NE555).

Схема состоит следующих функциональных узлов. Формирователя импульсов, выполненного на VT1-VT2, широтно-импульсного модулятора на микросхеме DA1 типа КР1006ВИ1 и резисторного моста на резисторах R8-R13.

Для снятия показаний применен электродинамический стрелочный микроамперметр. К недостаткам схемы тахометра можно отнести необходимость балансировки моста для каждого типа миллиамперметра при повторении схемы.

Но это не сложная операция.

Питающее напряжение на схему тахометра подается непосредственно с клемм автомобильного аккумулятора.

Принцип работы

При поступлении импульсов от прерывателя или катушки индуктивности, используемой в стробоскопе, конденсатор С1 через диод VD1 и резистор R1-R2 перезаряжается, создавая на базе транзистора VT1 импульсы, открывая его.

В результате на коллекторе транзистора, включенного в ключевом режиме, образуются короткие положительные импульсы, длительность которых определяется емкостью конденсатора С1. VT2 служит для инвертирования импульсов, перед подачей на вход DA1.

Форма импульсов приведена на электрической схеме тахометра с правой стороны, верхняя осциллограмма. На фото ниже структурная схема КР1006ВИ1.

Интегральный таймер КР1006ВИ1 включен по типовой схеме формирователя импульсов. По положительному фронту импульсов, поступающих на вход 2, микросхема формирует на выходе 3 положительные импульсы с шириной, линейно изменяющейся в зависимости от частоты поступающих на вход. Частота выше, импульсы шире. Исходная ширина импульсов зависит от постоянной времени R6, R7 и C3.

Выходящие с вывода 3 микросхемы DA1 импульсы поступают на левое плечо моста тахометра, которое образуют резисторы R8-R9 и R11.

На правое плече моста тахометра, которое образуют резисторы R10 и R12, R13 поступает постоянное опорное напряжение +9В с интегрального стабилизатора напряжения К142ЕН8А.

Конденсатор С4 исключает дергание стрелки тахометра при измерении низких оборотов двигателя. Стабилизатор также обеспечивает питание всех активных элементов тахометра. В диагональ моста включен микроамперметр.

Благодаря такому схемному решению удалось исключить нелинейные элементы, получить линейное показание миллиамперметра при изменении частоты и обеспечить высокую точность измерений частоты вращения двигателя за счет растянутой шкалы.

Так как в тахометре, по соображениям габаритных размеров, применен малогабаритный миллиамперметр от индикатора уровня записи магнитофона, у которого длина шкалы мала, то только благодаря растянутой шкале удалось получить высокую точность показаний.

Микросхемы стабилизаторов серии К142ЕН обеспечивают стабильное выходное напряжение в широком диапазоне температуры, чем и обусловлено применение микросхемы К142ЕН8А в тахометре. Конденсаторы С2, С5 и С6 установлены для сглаживания пульсаций питающего напряжения.

Конструкция и детали

Так как схема простая, то печатную плату я не разрабатывал. Монтаж всех деталей, кроме миллиамперметра, выполнил на универсальной макетной плате размером 30 мм×50 мм. На фотографии видно как размещены элементы схемы.

Для подвода питающего напряжения и входного сигнала применен трехконтактный разъем. Шкала миллиамперметра напечатана на принтере и приклеена сверху на его штатную шкалу.

Плата с деталями закреплена в крышке корпуса стробоскопа на винтах. Миллиамперметр установлен в вырезанном в крышке корпуса прямоугольном окне и закреплен с помощью силикона.

Такая конструкция размещения тахометра обеспечивает удобство доступа к плате стробоскопа, достаточно снять крышку, отсоединить разъем.

Если не допущены ошибки при монтаже деталей и исправны элементы схемы, то тахометр сразу начнет работать. Необходимо будет только подогнать номиналы резисторов моста. Для этого нужно с импульсного генератора подать на вход тахометра прямоугольные импульсы частотой, взятой из нижеприведенной таблицы и откалибровать шкалу.

Так как в автомобилях обычно за один оборот вала двигателя датчик выдает два импульса, то при калибровке тахометра нужно устанавливать частоту на генераторе в два раза больше. Например, при калибровке точки шкалы 800 нужно будет подать на вход тахометра импульсы частотой не 13 Гц, а 26 Гц. Ряд частот для такого случая приведен в нижней строке таблицы.

Для того, чтобы не испытывать трудностей при калибровке шкал тахометра нужно знать принцип работы мостовой схемы. Перед Вами принципиальная схема моста постоянного тока. При равенстве соотношений величин резисторов R1/R2 и R3/R4 напряжения в точках диагонали моста A и B равны, и ток через mA не протекает, стрелка стоит на нуле.

Если, например, уменьшить величину резистора R1, то напряжение в точке А увеличится, а в точке В останется прежним. Через миллиамперметр, находящийся в диагонали моста потечет ток и стрелка отклонится. То есть при постоянном напряжении в точке В и изменении напряжения в точке А стрелка прибора будет двигаться относительно шкалы.

В схеме тахометра функцию резистора R1 выполняет резистор R9, и так далее.

При увеличении оборотов двигателя, частота и ширина импульсов с выхода микросхемы увеличивается и таким образом увеличивается напряжение в левой точке подключения миллиамперметра, протекающий ток увеличивается и стрелка отклоняется.

Резисторы в плечах моста подобраны в таком соотношении, чтобы мост был изначально разбалансирован, и равенство напряжений в точках подключения миллиамперметра наступало при 700 оборотов двигателя.

Номиналы резисторов на схеме указаны при сопротивлении рамки миллиамперметра 1,2 кОм. Если использовать прибор, имеющий другое сопротивление рамки, то придется подбирать номинал резисторов R8, R9 и R12, R13, временно заменив их переменными. После калибровки прибора, измеряется сопротивление переменных резисторов, и они заменяется постоянными.

Переключатель S1 можно не устанавливать и настроить прибор для измерения в требуемом диапазоне по одной шкале. В таком случае точность измерений снизится в два раза. При растянутой шкале прибора такой точности тоже будет достаточно.

Тахометр, выполненный по предложенной схеме, является законченным прибором и его можно применять для измерения частоты вращения любых валов, например, двигателя моторной лодки, электродвигателей. В качестве датчиков могут использоваться датчики холла, фото и электромагнитные датчики. Достаточно доработать схему входного формирователя импульсов.

Мастер-класс по изготовлению цифрового и аналогового самодельного тахометра

Тахометр представляет собой устройство, предназначенное для измерения числа оборотов двигателя во время движения и демонстрации этой информации водителю. Полученные данные автомобилисту показываются на приборной панели или, если устройство было установлено дополнительно, на соответствующем экране в салоне. Этот материал позволит вам узнать, как соорудить тахометр в домашних условиях своими руками.

Чтобы сделать самодельный тахометр на микроконтроллере в свой автомобиль для замера оборотов двигателя, вам потребуются такие запчасти:

• сама микроплата, в данном случае будет использоваться схема Arduino;
• резисторы;
• чтобы сделать светодиодный тахометр, потребуется LED-элемент;
• инфракрасный а также фото диоды;
• дисплей, в нашем случае это LCD;
• регистр сдвига 74HC595.

Схема для изготовления на микроконтроллере Arduino

В данном случае будет использовать оптически регулятор вместо щелевого. Благодаря этому вам не придется переживать по поводу толщины ротора, число лопастей не будет менять показания. Кроме того, оптический контроллер позволяет считывать обороты барабана, в отличие от щелевого.

Чтобы приступить к выполнению задачи, подготовьте все элементы и можете начинать:

1. В первую очередь нужно обработать наждачной бумагой (мелкозернистой) светодиод и фотодиод — вам необходимо, чтобы в итоге они были плоскими.
2. После этого полоску бумаги необходимо положить — вам необходимо сделать два подобный элемента таким образом, чтобы диоды могли быть плотно установлены в них. Обе детали в итоге необходимо соединить при помощи клея, после чего произвести их покраску в черный цвет.
3. После этого устанавливаются сами диоды, которые впоследствии склеиваются при помощи клея, затем к ним припаиваются провода.
4. Следует отметить, что номинальные значения резисторов могут отличаться, здесь все зависит от того, как будет использоваться фотодиод. Потенциометр позволяет снизить или повысить чувствительность контроллера в целом. Провода от контроллера необходимо припаять так, как на фото.
5. Из схемы для изготовления автомобильного тахометра на светодиодах можно понять, что в ней применяется восьмиразрядный регистр сдвига. Также схема тахометра включает в себя LCD-экран. В корпусе следует соорудить небольшое отверстие для фиксации диодной лампочки.
6. Далее, необходимо напаять резистор на 270 Ом к диодному элементу, после чего установить его в контакт 12. Сам контроллер вводится в кубическую трубку — это позволит обеспечить устройство дополнительной прочностью.

1. Обработайте и установите диоды. 2. Припаяйте провода.

Простое устройство на базе микрокалькулятора

Есть еще один вариант, как сделать электронный цифровой тахометр для бензинового или электродвигателя, в данном случае в качестве основы будет применяться микрокалькулятор. Особенно такой вариант будет актуален для тех, у кого проблемы с элементной базой.

Нужно отметить, что в конечном итоге устройство не сможет выдавать на 100% точные показатели, также такой девайс не будет показывать количество оборотов в минуту на экране. Однако сам по себе микрокалькулятор является отличным устройство для счета сигналов.

В качестве сигнального регулятора могут применяться индуктивные контроллеры и другие. Когда диск вращается, за один оборот на дисплее должен демонстрироваться один сигнал.

При этом контакты контроллера должны быть разомкнуты, а в тот момент, когда узел проходит зуб диска, эти контакты должны замыкаться. В целом такой тахометр своими руками оптимально использовать в тех случаях, когда замеры будут проводиться не часто.

В том случае, если вы хотите установить в машине регулярный мониторинг скорости, то разумеется, лучше применять более надежные девайсы (автор видео — Александр Новоселов).

В нашем же случае контакты нужно попросту параллельно припаять к клавише сложения калькулятора.

Когда нужно произвести измерение скорости вращения оборотов, замер делается по следующей схеме:

1. Сначала сам калькулятор нужно включить.
2. После этого одновременно нажимаются кнопки «+» и «1».
3. После этого девайс запускается и на нем производится сам замер. Для этого сначала одновременно с калькулятором необходимо включить и секундомер.
4. Посчитайте, пока не пройдет тридцать секунд, а затем обратите внимание на дисплей — на нем должно быть выведено соответствующее значение.
5. Полученное значение — это количество оборотов, которое коленвал произвел за полминуты. Если этот показатель вы удвоите, то получите число оборотов в минуту.

Аналоговые и цифровые тахометры

Аналоговый тахометр на дизель или бензиновый мотор предназначены для преобразования электронного импульса и выдачи его на девайс индикации. Что касается цифровых устройств, то он преобразовывают аналоговый импульс в определенную последовательность единиц и нулей, которые, в свою очередь, распознаются контроллерами (автор видео — Александр Jung).

Аналоговые варианты состоят из таких компонентов:

• микроплаты, предназначенной для преобразования аналогового импульса;
• проводов, которые соединяют все компоненты конструкции;
• шкалы, где будут демонстрироваться показатели и стрелки, которая демонстрирует нужное значение;
• для нормальной работоспособности стрелки необходима специальная катушка с установленной на ней осью;
• какой-либо считывающий элемент, к примеру, это может быть индуктивный контроллер.

Что касается цифровых устройств, то их предназначение такое же, однако в основе конструкции цифрового гаджета лежат другие компоненты:

• восьмиразрядный преобразователь;
• непосредственно сам процессор, который преобразует импульс в последовательность единиц и нулей;
• экран, на котором будут демонстрироваться показания;
• регулятор оборотов — прерывательное устройство применяется с усилителями, но для этой цели могут использоваться и специальные шунты, в этом случае все зависит конкретно от конструкции;
• дополнительная микроплата, которая будет обнулять показания;
• к процессору можно будет подсоединить регулятор температуры антифриза, воздуха в салоне, давления моторной жидкости и т.д.;
• для нормальной работы девайса понадобится специальная программа.

 Загрузка …

Видео «Как соорудить тахометр из компьютерной мыши?»

Как сделать устройство на основе платы от старой компьютерной мыши — смотрите на видео (автор — канал VirF Live Productions).

Была ли эта статья полезна?Статья была полезнаПожалуйста, поделитесь информацией с друзьями

Недорогой тахометр из доступных материалов

pogranec 16-09-2020, 10:45 4 115 Электроника

Тахометр — мера скорости, измерительный прибор, предназначенный для измерения частоты вращения (количество оборотов в единицу времени) различных вращающихся деталей, таких как роторы, валы, диски и др., в различных агрегатах, машинах и механизмах. Конечно в бытовых условиях тахометр вряд ли пригодится, но самоделкиным иногда нужно определить скорость вращения двигателя или колеса, шестеренки при изготовлении какого-либо устройства. В этой статье мастер-самодельщик расскажет нам, как сделать такой прибор используя доступные и дешевые комплектующие.Инструменты и материалы:-WAVGAT Pro Mini ATMEGA328P;-Инфракрасный модуль;-Дисплей 128X64;-Программатор;-Модуль зарядки TP4056;-LiPo аккумулятор;-Переключатель;-Паяльное оборудование;

-Макетная плата;

-Провода;Шаг первый: схемаСначала мастер разрабатывает схему устройства.Шаг второй: монтажСогласно схемы производит сборку устройства.Шаг третий: кодПосле сборки устройства нужно его прошить через коммутационную плату FTDI. Но сначала нужно загрузить библиотеку.

olikraus / u8g2

В настройка устанавливаем следующие параметры: Arduino Pro Mini 3.3V 8MHzКод для прошивки ниже.

Tachometer.ino

Шаг четвертый: работа устройстваВсе готово. Для проверки скорости вращения, например, двигателя, необходимо на вал двигателя наклеить изоленту оставив одну узкую полоску. Изоленту желательно взять черную, а полосу закрасить белым маркером. Затем включаем устройство и направляем на крутящийся вал двигателя.

На дисплее устройства должны отобразится показания.В видео мастер объясняет некоторые моменты эксплуатации устройства и его изготовления. Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

10

Идея

10

Описание

10

Исполнение

Итоговая оценка: 10